Их исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports, раскрывает новый метод считывания информации из мозга — использование деформаций нервной ткани в качестве сигнала.
Новый подход отличается от традиционных BCI, где применяются инвазивные методы с хирургическими имплантатами для фиксации нейронных сигналов. Теперь же представлен способ регистрации мозговой активности без необходимости хирургического вмешательства — за счет отслеживания микроскопических деформаций ткани, возникающих при активации нейронов.
Этот новый метод открывает перспективы для развития более удобных и безопасных технологий в области нейроинтерфейсов, что может привести к революционным изменениям в медицине и технологиях помощи людям с нарушениями нервной системы.
Для более точного выявления деформаций в нервной ткани исследователи применили систему цифровой голографической визуализации (DHI), способную обнаруживать изменения высоты ткани размером в десятки нанометров. Система DHI работает на основе лазерного облучения нервной ткани и регистрации отраженного света с использованием высокочувствительной камеры, что позволяет получать изображения с высоким разрешением и фиксировать изменения скорости движения ткани. Однако основной вызов заключался в сложности отделения необходимого сигнала от фоновых физиологических шумов, таких как кровоток и дыхание. Для достижения точности и надежности результатов исследования ученые разрабатывают методы фильтрации и анализа данных, чтобы исключить влияние внешних факторов на полученные изображения. Использование технологии цифровой голографической визуализации открывает новые возможности для изучения деформаций в нервной ткани и понимания ее поведения при различных условиях. Совершенствуя методику обработки данных, ученые смогут более точно определять и анализировать изменения в структуре и функционировании тканей, что в свою очередь способствует развитию медицинских исследований и диагностики заболеваний. В процессе исследований команда разработала сложные методы обработки данных, которые позволили ученым установить связь между зарегистрированными деформациями и активацией нейронов. Это значительное достижение открывает новые горизонты для понимания работы мозга и его связи с физиологическими процессами. При этом было обнаружено, что даже фоновые сигналы могут нести ценную информацию о состоянии здоровья человека, что значительно расширяет потенциальные области применения данной технологии. Одним из важных открытий, сделанных в ходе исследований, стала возможность системы неинвазивно измерять внутричерепное давление. Это открытие открывает новые перспективы для клинического мониторинга и позволяет врачам более эффективно следить за состоянием мозга пациентов без необходимости проведения инвазивных процедур. Такая технология может стать важным инструментом для оценки эффективности лечения и диагностики травм головного мозга, что существенно повысит качество медицинской помощи. Новые методы цифровой голографической визуализации открывают перед исследователями возможность записи нейронной активности с высоким разрешением, не требуя хирургического вмешательства. Это значимое открытие не только укрепляет основы нейронаук, но и стимулирует разработку более доступных интерфейсов мозг-компьютер. Такие интерфейсы могут стать ценным инструментом для улучшения качества жизни пациентов и расширения возможностей в области медицинской диагностики. В результате, это открывает новые перспективы для области медицины и науки в целом.